干涉测量中pzt移相伸长量反馈传感器的设计研究

《干涉测量中pzt移相伸长量反馈传感器的设计研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名氏金越M，￥年岁月徊学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文

2、，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：讴鲎纽妄堡‰f叩年；月媚硕士论文干涉测量中PZT移相伸长量反馈传感器的设计研究摘要lUllIIIlllITUlIIUlY2520655移相干涉测量中PZT的非线性误差是系统测量误差的主要来源之一。为改善PZT移相器的非线性特性，本文研究了平板式电容传感器在PZT伸长量反馈中的应用，对干涉系统中的移相器进行了反馈测试试验，并提出了非线性校正方案。论文中在对比分析了常见微小位移传感器的发展及应用场景的基础上，选择了平板式电容传感器作为PZT伸长量的反馈方案。综

3、合分析了多个常用微小电容检测电路后，设计了基于AD7746的紧凑型数字式电容传感器采样模块。并通过与基于AD5791的PZT驱动信号模块、放大电源、基于STM32的主控模块相结合，构成了完整的PZT伸长量反馈系统。文中通过与高精度仪器设备的比对试验，对各个模块分别进行了分析标定。实验表明：PZT驱动信号模块具有24．8“V的输出分辨精度、0．25％的输出非线性度；电容传感器具有优于10nm的采样分辨精度、干涉测量应用范围内0．46％的平均非线性度。在系统实验中，还对现有单轴移相器的单程非线性及往返

4、迟滞特性进行了试验分析，并使用了PZT电压校正曲线与传感器实时数据修正相结合的反馈方案。最后利用基于PCA原理的相位提取算法解算出实际干涉条纹的相位变化，通过对比反馈前后的相位变化曲线佐证了该方案的有效性。关键词：电容式微位移传感器，PZT非线性，微小位移反馈，AD7746AbstractPhase。shiftinginterferometrysuffersfi'omtwomainsourcesoferror：oneofthemisPZTnonlinearity．Inordertominimize

5、theimpactonPhase．shiftinginterferometrysvstem．capacitivesensorisintroducedinPZTelongationfeedbackloop．Uapacitivedisplacementsensorsupplieshighaccuracywithlowdemand，andischosena8thefeedbacksensorbycomparativeanalysisofvariousmicro—displacementsensors．I

6、nthispaper，AD7746basedsignal—conditioningcircuitmodule，whichemploysasigma．deltamoduIatortomeasurecapacRancedirectly,isdesignedtohandletheoutputcapacitivesignal：AD5791basedhighaccuracyvoRageSOurCe，whichhas24．89Voutputresolutionwith0．25％fullrangenonline

7、arity,isdesignedtomovethePZTofthephaseshifter．BasedonnumericaIexpenments，thecapacitivesensorshowsaresolutionbetterthan10nm，andaH1easurementnonlinearwithin0．46％．Finally,thecapacitivesensorisappliedintotwo-wavelengthphase-shiftinginterferometrysystem．Th

8、enonlinearhysteresisbehavioroftheexistiIlgactuator1Stested·Andonemethod，thatcombinedvokagecalibrationeui'veandrealtimesensordata，ISproposedtoimprovetheperformanceofthephase．shiftingactuator．TheactualPnasedrift，duringthetestingprocess，iscalcula